JPS59176596A - 熱交換器用チユ−ブ - Google Patents
熱交換器用チユ−ブInfo
- Publication number
- JPS59176596A JPS59176596A JP4867083A JP4867083A JPS59176596A JP S59176596 A JPS59176596 A JP S59176596A JP 4867083 A JP4867083 A JP 4867083A JP 4867083 A JP4867083 A JP 4867083A JP S59176596 A JPS59176596 A JP S59176596A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
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- steel
- tube
- silicon
- chromium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
- F28F19/02—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings
- F28F19/06—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings of metal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、例えばボイラ装置などに設置される熱交換器
に用いられるチューブに関するものである。
に用いられるチューブに関するものである。
近年、火力発電ボイラではプラント効率の向上を図るた
めに、高温高圧化が進められている。例えば蒸気温度を
６４９°Ｃ（１，２００°Ｆ）、圧力を３５１．５ｋＪ
／ｃｒｎ（５００ｐ ｓ Ｌ）にすることにより、プラ
ント効率は７チ向上するが、このような条件下では熱交
換器における伝熱管外面のメタル温度は、７００°Ｃ以
上に達する。
めに、高温高圧化が進められている。例えば蒸気温度を
６４９°Ｃ（１，２００°Ｆ）、圧力を３５１．５ｋＪ
／ｃｒｎ（５００ｐ ｓ Ｌ）にすることにより、プラ
ント効率は７チ向上するが、このような条件下では熱交
換器における伝熱管外面のメタル温度は、７００°Ｃ以
上に達する。
このように熱交換器が高温高圧下で使用される場合、伝
熱管の材質としては、高温強度と耐高温腐食性の両方に
優れていることが要求される。一般にクロム含有率を高
めることにより、高温腐食性は改善されるが、余りクロ
ム含有率が高くなると高温強度が低下するため好ましく
なｈＱｉた、高温強度と耐高温腐食性の両方の性質を備
えている材料としてニッケル基合金があるが、高価であ
るばかりでなく、ニッケル含有率が高くなると硫化腐食
され易いという欠点がある。
熱管の材質としては、高温強度と耐高温腐食性の両方に
優れていることが要求される。一般にクロム含有率を高
めることにより、高温腐食性は改善されるが、余りクロ
ム含有率が高くなると高温強度が低下するため好ましく
なｈＱｉた、高温強度と耐高温腐食性の両方の性質を備
えている材料としてニッケル基合金があるが、高価であ
るばかりでなく、ニッケル含有率が高くなると硫化腐食
され易いという欠点がある。
このようなことから、母管としてクロム含有率の低い例
えば１７−１４銅−モリブデン鋼などのオーステナイト
鋼を使用し、外面の腐食対策として例えば５ＵＳ３１０
（２５Ｌ％クロムー２０％ニッケル）系ステンレス鋼な
どの高クロム鋼を使用したクラツド材が用いられている
。 ゛ ところが、高サルファの重油や石炭を燃料とするボイラ
では、バナジウム主体の腐食よりもアルカリ硫酸塩によ
る腐食が主体であり、この種の腐食は約６５０〜７００
°Ｃで最も激しく腐食が起り、また硫化、浸炭とともな
うのが特徴である。従って耐食性が優れている前述の５
ＵＳ３１０系ステンレス鋼とｈえども腐食があり、管の
減肉速度を許容範囲以下に抑えることは困難である。
えば１７−１４銅−モリブデン鋼などのオーステナイト
鋼を使用し、外面の腐食対策として例えば５ＵＳ３１０
（２５Ｌ％クロムー２０％ニッケル）系ステンレス鋼な
どの高クロム鋼を使用したクラツド材が用いられている
。 ゛ ところが、高サルファの重油や石炭を燃料とするボイラ
では、バナジウム主体の腐食よりもアルカリ硫酸塩によ
る腐食が主体であり、この種の腐食は約６５０〜７００
°Ｃで最も激しく腐食が起り、また硫化、浸炭とともな
うのが特徴である。従って耐食性が優れている前述の５
ＵＳ３１０系ステンレス鋼とｈえども腐食があり、管の
減肉速度を許容範囲以下に抑えることは困難である。
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消１−
１腐食性、特に耐高温腐食性に優れた熱交換器用チュー
ブを提供するにある。
１腐食性、特に耐高温腐食性に優れた熱交換器用チュー
ブを提供するにある。
この目的を達成するために、本発明は例えばクロム含有
率の低いオーステナイト系ステンレス鋼などを母管とし
、その母管表面にニオブおよびケイ素を含有した高クロ
ム鋼からなる外覆層を形成したことを特徴とするもので
ある。
率の低いオーステナイト系ステンレス鋼などを母管とし
、その母管表面にニオブおよびケイ素を含有した高クロ
ム鋼からなる外覆層を形成したことを特徴とするもので
ある。
前述の母管としては、具体的には、１７ ％−１４％銅
−モリブデン鋼などのクロム含有率の低りオーステナイ
ト系ステンレス鋼が好適である。
−モリブデン鋼などのクロム含有率の低りオーステナイ
ト系ステンレス鋼が好適である。
また外覆材としては、具体的には、５ＵＳ３１０系ステ
ンレス鋼よりもニッケルの含有率が低く、クロムならび
にケイ素の含有率が高く、シかもニオブを含有した高ク
ロム鋼、すなわち炭素含有率が約０．０１〜０．２重８
％、ケイ素含有率が約２〜６重量％、マンガン含有率が
約２重量％以下、クロム含有率が約２０〜３０重−［１
％、ニッケル含有率が約１５〜２０重量％、ニオブ含有
率が約０．１〜１．０重量％で残部が鉄および不純物か
らなる高クロム鋼が好適である。
ンレス鋼よりもニッケルの含有率が低く、クロムならび
にケイ素の含有率が高く、シかもニオブを含有した高ク
ロム鋼、すなわち炭素含有率が約０．０１〜０．２重８
％、ケイ素含有率が約２〜６重量％、マンガン含有率が
約２重量％以下、クロム含有率が約２０〜３０重−［１
％、ニッケル含有率が約１５〜２０重量％、ニオブ含有
率が約０．１〜１．０重量％で残部が鉄および不純物か
らなる高クロム鋼が好適である。
次の表に本発明の実施例に係る外覆材と比較例のものの
組成を示す。
組成を示す。
表
単位二重量％
これら各試料ｉ５Ｘ５Ｘ３ｍの大きさに加工し、それぞ
れ試料片の高温腐食試験を行ない、その結果を図に示す
。なお試験は、ボイラ過熱器外面の付着物を想定した２
０重量％ ｖ２ｏｓ −８０％ Ｎａ、 Ｓ ０４から
なる合成灰をそれぞれ試験片に塗布し、１体積％５０２
−５体積％０ｒ−１５体積％ Ｃｏ２−残部Ｎ２の混合
ガス雰囲気中におｈて、７００°Ｃで２０時間放置した
。試験片のスケールを除去し、試験前、後の重量変化か
ら求めた腐食減量によって耐高温腐食性を評価した。
れ試料片の高温腐食試験を行ない、その結果を図に示す
。なお試験は、ボイラ過熱器外面の付着物を想定した２
０重量％ ｖ２ｏｓ −８０％ Ｎａ、 Ｓ ０４から
なる合成灰をそれぞれ試験片に塗布し、１体積％５０２
−５体積％０ｒ−１５体積％ Ｃｏ２−残部Ｎ２の混合
ガス雰囲気中におｈて、７００°Ｃで２０時間放置した
。試験片のスケールを除去し、試験前、後の重量変化か
ら求めた腐食減量によって耐高温腐食性を評価した。
図から明らかなように、本発明の実施例に係る試料Ａ−
Ｃは比較例の試料Ｄ％Ｅに比べて約３倍以上の耐高温腐
食性を有している。
Ｃは比較例の試料Ｄ％Ｅに比べて約３倍以上の耐高温腐
食性を有している。
本発明に係る外覆材が何故耐高温腐食性に優れているか
、理論的な根拠は明確ではないが、次のようなことが考
えられる。すなわち、アルカリ硫酸塩主体の腐食では、
メタル外表面に生成する酸化物層が保護膜としての役割
をしてｈるが、この酸化物層が灰による破壊・変質また
は熱サイクルによって剥離した場合、Ｎａ２５ｏ４中の
硫黄（Ｓ）ｔたはＳＯｓがメタル表面まで侵入し、メタ
ルと反応して腐食が急激にするものと考えられる。
、理論的な根拠は明確ではないが、次のようなことが考
えられる。すなわち、アルカリ硫酸塩主体の腐食では、
メタル外表面に生成する酸化物層が保護膜としての役割
をしてｈるが、この酸化物層が灰による破壊・変質また
は熱サイクルによって剥離した場合、Ｎａ２５ｏ４中の
硫黄（Ｓ）ｔたはＳＯｓがメタル表面まで侵入し、メタ
ルと反応して腐食が急激にするものと考えられる。
ところで本発明のようにニオブおよびケイ素を含有した
高クロム鋼からなる外覆層では、スケールの耐剥離性が
向上し、しかも表面に非常に緻密な酸化物層が形成され
ることから、灰による破壊・変質などが防止でき、耐高
温腐食性が向上したものであると考えられる。
高クロム鋼からなる外覆層では、スケールの耐剥離性が
向上し、しかも表面に非常に緻密な酸化物層が形成され
ることから、灰による破壊・変質などが防止でき、耐高
温腐食性が向上したものであると考えられる。
本発明の外覆材における各元素の含有率範囲について検
討した結果、次のようなことを解明した。
討した結果、次のようなことを解明した。
すなわち、炭素はオーステナイト安定化元素として重要
であるが、高温でクロム炭化物を粒界に形成するため、
燃料中のＮａ＋ｃＡによる粒界腐食の面から含有率の上
限を約０．２重量係とし、製造の際の経済的範囲として
含有率の下限は約０．０１重量％である。ケイ素は耐高
温腐食性に対して著しい効果があり、最低約２重量％は
必要であるが、６重量−以上にしてもその効果は余り変
わらないので、含有率の上限は約６重量％とした。マン
ガンは脱酸剤として必要であるが、その効果は２重量％
以拳 上でも余り変わらないので、含有率の上限は約２重量％
とした。
であるが、高温でクロム炭化物を粒界に形成するため、
燃料中のＮａ＋ｃＡによる粒界腐食の面から含有率の上
限を約０．２重量係とし、製造の際の経済的範囲として
含有率の下限は約０．０１重量％である。ケイ素は耐高
温腐食性に対して著しい効果があり、最低約２重量％は
必要であるが、６重量−以上にしてもその効果は余り変
わらないので、含有率の上限は約６重量％とした。マン
ガンは脱酸剤として必要であるが、その効果は２重量％
以拳 上でも余り変わらないので、含有率の上限は約２重量％
とした。
クロムは耐高温腐食性に効果のある元素で、最低約２０
重量％は必要であるが、３０重量−以上にしてもその効
果は余り変わらないので、含有率の上限は約３０重ｆｔ
１ｂとした。ニッケルはオーステナイト安定化元素とし
て約１５重量％以上は必要であるが、耐硫化腐食に対し
ては悪影響を与えるため、約１５重量％以上にとどめる
必要がある。ニオブは、高温腐食と密接な関連をもつ酸
化物の剥離を防止する有効な元素であるので、最低０．
１重量％は必要であるが、１重量％を超えるとその効果
は小さくなるため、含有率の上限は約１重量％とした。
重量％は必要であるが、３０重量−以上にしてもその効
果は余り変わらないので、含有率の上限は約３０重ｆｔ
１ｂとした。ニッケルはオーステナイト安定化元素とし
て約１５重量％以上は必要であるが、耐硫化腐食に対し
ては悪影響を与えるため、約１５重量％以上にとどめる
必要がある。ニオブは、高温腐食と密接な関連をもつ酸
化物の剥離を防止する有効な元素であるので、最低０．
１重量％は必要であるが、１重量％を超えるとその効果
は小さくなるため、含有率の上限は約１重量％とした。
本発明は前述のような構成になっており、耐高温腐食性
を向上することができ、熱交換器用チューブの耐用寿命
の延長化が図れる。
を向上することができ、熱交換器用チューブの耐用寿命
の延長化が図れる。
図面は各外覆材の耐高温腐食性を示す特性図である。
Claims (1)
- 母管の表面にニオブおよびケイ素を含有した高クロム鋼
からなる外覆層を形成したことを特徴とする熱交換器用
チューブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4867083A JPS59176596A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 熱交換器用チユ−ブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4867083A JPS59176596A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 熱交換器用チユ−ブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59176596A true JPS59176596A (ja) | 1984-10-05 |
Family
ID=12809757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4867083A Pending JPS59176596A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 熱交換器用チユ−ブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59176596A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999050610A1 (de) * | 1998-03-27 | 1999-10-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Wärmetauscherrohr, verfahren zur herstellung eines wärmetauscherrohrs sowie kondensator |
-
1983
- 1983-03-25 JP JP4867083A patent/JPS59176596A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999050610A1 (de) * | 1998-03-27 | 1999-10-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Wärmetauscherrohr, verfahren zur herstellung eines wärmetauscherrohrs sowie kondensator |
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